(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210523382.0 (22)申请日 2022.05.13 (71)申请人 安徽省城建 设计研究总院股份有限 公司 地址 230051 安徽省合肥市花园大道 9号 (72)发明人 蔡敏　束冬青　朱海云　陈钧　 李峰　单灿灿　付春友　孙昌兴　 王家瑞　黄安虎　徐适　张涛　 (74)专利代理 机构 合肥和瑞知识产权代理事务 所(普通合伙) 34118 专利代理师 金宇平 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 Π型支座设计方法、 应用Π型支 座的支护方 法和支护设计系统 (57)摘要 本发明提出了一种Π型支 座设计方法、 应用 Π型支座的支护方法和支护设计系统。 Π型支座 设计方法根据基坑周边环境、 土层性质针对性设 置Π型支座， 实现了安全稳定的基坑支护结构， 提高了基坑支护可靠性。 本发明中， 设置斜撑角 度θ和支撑力目标值F， 定义设计参数集合{Lx, D,B,b,d,l}， 其中Lx表示支座桩高度， D表示支座 桩直径； B表示台座的长度， b表示台座宽度， d表 示台座高度； 两根支座桩沿着台座长度方向排 列， l表示两根支座桩的轴心净距； 针对设计参数 集合中的各参数选取不同的值， 构建多个作为样 本集的设计参数集合； 计算各样 本集对应的支撑 力预测值Fθ， 获取最接近支 撑力目标值F且大于 F的Fθ作为支撑力设计值Fu， 从而得到Fu所对应 的样本集作为目标参数集 合。 权利要求书3页 说明书11页 附图8页 CN 115130167 A 2022.09.30 CN 115130167 A 1.一种Π型支座设计方法， 其特征在于， Π型支座包括长条形的台座(5)和用于支撑台 座(5)的两根支座桩(4)； 所述设计方法包括以下步骤： S11、 设置斜撑角度 θ和支 撑力目标值F， 定义设计参数集合{Lx,D,B,b,d,l}， 其中Lx表示 支座桩的高度， D表示支座桩的等效直径； B表示台座的长度， b表示台座的宽度， d表示台座 的高度； 两根支座桩沿着台座长度方向排列， l表示两根支座桩的轴心净距； A为支座桩的水平截面 面积， π 为圆周率； S12、 针对设计参数集合中的各参数选取不同的值， 构建多个作为样本集的设计参数集 合， 任意两个样本集中至少有一个参数相异； S13、 根据以下 公式(1)计算各样本集对应的支 撑力预测值Fθ， 获取最接近支撑力目标值 F且大于F的Fθ作为支撑力设计值Fu， 获取Fu对应的样本集作为目标参数集合， 目标参数集合 记作{Lx',D',B',b',d',l'}， 其中Lx'表示支座桩高度， D ’表示支座桩直径； B ’表示台座的长 度， b’表示台座宽度， d ’表示台座高度， l ’表示两根支座桩的轴心净距； 其中： α 为角度相关系数， ζ 为面积相关系数， Su为土体不 排水抗剪强度， 通过原位试验获得； Af为Π型支座在水平方向上的有效投影面积， Af＝ η1LxD+ η2bd；       (4) η1为尺寸相关系数， η1＝0.28(l/D)0.45；            (5) η2为与台座后方土体松散程度相关的系数， 在0～1区间上 取值， η2为经验值。 2.一种应用Π型支座的支护方法， 其特征在于， 根据 上述权利要求1所述的Π型支座设 计方法获取目标参数集合{Lx',D',B',b',d',l'}， 并根据目标参数集合优化斜撑角度θ， 优 化方法包括以下步骤： S21、 确定支点处所需水平力V和支撑力设计值Fu； 根据以下公式(6)(7)确定斜撑角度θ 取值范围； 其中： α 为角度相关系数， 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115130167 A 2ζ 为面积相关系数， Su为土体不 排水抗剪强度； Af为Π型支座在水平方向上的有效投影面积， Af＝ η1Lx'D'+ η2b'd'；     (4’) η1为尺寸相关系数， η1＝0.28(l'/D')0.45；            (5’) η2为与台座后方土体松散程度相关的系数； V表示支点处所需水平力， V为设计值； 所述支点处为 斜撑杆和围护结构的相交 处； S22、 从公式(6)(7)确定的取值范围中选取角度值θ0作为斜撑 杆与水平方向夹角即斜撑 角度目标值。 3.如权利要求2所述的应用Π型支座的支护方法， 其特征在于， 所述S22中η2的取值与 S13中η2的取值一致。 4.如权利要求2所述的应用Π型支座的支护方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： SA0、 根据目标参数集合{Lx',D',B',b',d',l'}设计并制作Π型支座(2)， 并根据目标参 数集合计算斜撑角度 θ 的取值范围， 从所述取值范围中选取θ0作为斜撑角度目标值； SA1、 根据基坑的施工参数开挖基坑， 在设计位置施工围护结构(1)和支座桩(4)， 且围 护结构(1)和支座桩(4)相互平行设置； SA2、 在围护结构(1)的顶部施工冠梁(3)， 使得围护结构(1)与冠梁(3)连接， 且冠梁(3) 设置在基坑顶部的施工场地上； SA3、 开挖基坑内土方形成周边土台(19)， 周边土台(19)的顶部与围檩(6)的底部齐平， 周边土台(19)的底部与基坑底 原状土(18)齐平； SA4、 在周边土台(19)的底部采取刻槽的方式开挖施工台座(5)， 两根支座桩(4)的顶部 均锚入台座(5)， 形成Π形支座(2)； 在周边土台(19)的顶部平台施工围檩(6)； SA5、 安装工厂预制的钢格构的斜撑杆(7)， 斜撑杆(7)的底部与台座(5)连接， 斜撑杆 (7)的顶部与围檩(6)连接； SA6、 开挖斜撑杆(7)下 方的周边土台(19)至基坑底 原状土(18)； SA7、 在Π形支座(2)上方施工地下结构底板(10)， 并在地下结构底板(10)边缘与围护 结构(1)之间的间隙处浇筑素混凝 土传力带(1 1)； SA8、 施工地下结构框架柱(12)、 地下结构外墙(13)和地下结构中间层梁板(14)， 并在 地下结构中间层梁板(14)与地下 结构外墙(13)交汇处间断浇筑传力梁板(15)； SA9、 待地下结构底板(10)、 素混凝土传力带(11)、 地下结构中间层梁板(14)和传力梁 板(15)均养护且达 到设计要求强度时， 逐根拆除回收斜撑杆(7)； SA10、 对地下 结构外墙(13)与围护结构(1)之间的间隙进行回填。 5.如权利 要求2所述的应用Π型支座的支护方法， 其特征在于， SA5中斜撑杆(7)采用设 置有预应力施加装置(8)和止水环(9)的斜撑杆； SA5中斜撑杆(7)顶部和底部均固定后， 调 整预应力施加装置(8)对斜撑杆(7)施加预应力， 预应力值取为斜撑杆(7)轴力设计值的 60％～75％。 6.如权利要求5所述的应用Π型支座的支护方法， 其特征在于， 预应力施加装置(8)采 用穿心千斤顶。 7.如权利要求2所述的应用Π型支座的支护方法， 其特征在于， SA1为： 根据基坑的施工权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115130167 A 3